基于MFA的中国环境压力测度及影响因素分析

平卫英

（1.江西财经大学 统计学院；2.江西省应用统计研究中心，南昌 330013)

0 引言

有关环境压力的研究和测度，是实施可持续发展战略、解决我国日益突出的资源环境问题的重要前提。近年来国内外的研究中提出了一些度量环境压力的概念、指标和核算方法，如能值分析(EMA)、生命周期分析(LCA)、生态足迹(EF)分析等。这些指标和方法具有各自的视角和应用范畴，但尚未形成测度环境压力通用的指标和统一规范的核算体系，寻求科学的测度指标和测度方法仍然是可持续发展研究中的难点。

本文基于物质流分析方法，应用物质流分析指标对环境压力进行测度。认为一个国家的经济活动对环境造成的总压力可以用经济系统从自然环境系统获取和动用的所有物质量以及排向环境系统的废物总量进行度量，即用经济系统的物质吞吐量来表征。经济系统的物质吞吐量越大，对自然环境的扰动范围和程度就越大，造成的环境损失也就越大。文章测算了我国1995～2012年的环境压力，并对环境压力的影响因素进行了实证分析，以期对科学认识我国环境压力的发展变化以及制定相应的环境政策等提供参考。

1 物质流分析（MFA）概述

物质流分析（MFA）是在社会代谢论的基础上，定量描述经济系统与自然环境之间的物质交换，度量输入、输出以及经济系统内的物质存量，客观反映经济系统的代谢规模——物质吞吐量的一种分析方法。通过追踪物质从自然界开采到进入人类经济体系中，并经过经济活动在各种人类社会阶段中移动，最后回到自然环境中的整个过程，物质流分析既能反映经济活动创造的物质财富，又能体现经济活动对自然环境造成的压力，有利于揭示经济系统内物质的流动特征和转化效率。物质流分析既考虑了经济发展的环境成本，同时避免了许多非直接进入经济体系却对环境造成影响的物质因无货币价值而被人类所忽略的问题，能够更加真实具体地展现经济发展与自然环境的关系，因此物质流分析方法被认为是可持续发展定量研究可行和有效的手段。

物质流分析方法作为研究社会经济系统中物质流动的方法，起源于欧洲，基本思想的发端可追溯到1968年Ayres和Kneese的文章，文章中第一次进行了基于经济学观点的国家尺度物质流分析的尝试。经过多年的摸索，1990年奥地利、日本和德国分别提出了国家级的整体MFA报告，对各自国家经济系统的自然资源和物质的流动状况进行了分析，揭开了经济系统物质流分析方法在世界范围广泛应用的序幕。1996年欧洲委员会成立“一致性行动”的“协调账户计划”平台，该平台的成立可认为是经济系统物质流分析国际合作的里程碑。2001年欧盟统计局运用物质流分析方法对欧盟15国的物质输入进行了统计分析，这是物质流分析方法第一次也是迄今为止唯一一次应用于区域经济系统，编辑并出版了第一部经济系统物质流分析研究方法指导手册，该手册的出版对经济系统物质流分析的研究起到了很重要的作用。2002年欧盟统计局也发布了其所有成员国以及欧盟地区的物质流输入和消费统计结果。

总的来看，物质流分析方法已得到世界上许多国家的承认和重视，目前已经对本国经济系统进行过完整的物质流分析的国家有美国、意大利、芬兰、瑞典、英国、德国、日本、荷兰、奥地利、丹麦等国家。这些国家利用物质流分析方法对经济系统运行中的物质投入、输出和存量进行定量分析，客观地反映社会、经济系统的代谢规模——物质吞吐量，并结合物质流分析衍生指标测度经济活动对生态环境造成的压力，为相关政策的制定提供理论依据。

我国的物质流分析最早由北京大学的陈效逑等于2000年引入，已有的研究成果大都是根据欧盟的研究框架，以我国国家层面或省级层面的经济系统为研究对象，对不同年份输入和输出经济系统的物质流进行核算和分析。相关研究大多侧重于实证分析，理论分析相对薄弱。整体来看，我国的物质流分析研究还处于起步阶段，且越来越受到重视和应用。

2 基于物质流分析的中国环境压力测算

2.1 物质流分析的基本思路

物质流分析遵循质量守恒定律即热力学第一定律——任何物质无论其形态如何变化，其总质量守恒。根据质量守恒定律，一定时期内输入一个系统的物质量等于同时期该系统的存储量与输出该系统的物质量之和。即：

物质的投入量=物质的产出量+物质存量的净变化量

物质流分析的基本思想是以经济系统为中心，把进入和排出经济系统以及经济系统内的物质存量进行分类，从而定量考察经济系统的“物质吞吐规模”，一定程度上衡量经济活动对自然环境的影响。核算的基本思路可见图1所示。

图1 物质流分析的基本思路

如图1所示，进入经济系统的物质中最主要的部分来自本国自然环境中开采出的各种原料，伴随上述国内开采原料而产生的生态包袱不进入经济系统，一经产生即输出到自然环境中去。此外进入经济系统的物质还包括从其他国家和地区进口的成品、半成品和原料，以及与生产这些物质有关的生态包袱。进入经济系统的物质流一方面会成为该系统内部的物质净存储，如基础设施和耐用产品等，另一方面在一定时段后，以废弃物和排放物的形式通过系统边界返回到自然环境中，此外还有一部分物质通过系统边界出口到其他国家和地区。

2.2 物质流分析指标

从整体上看，物质流分析提供的分析指标主要有物质投入类指标和物质排放类指标，以下对每类指标的具体内容和表征含义做系统的介绍和分析。

(1)物质投入类指标

物质投入类指标主要包括直接物质投入、物质总投入、物质需求总量和国内物质需求总量四项指标。

直接物质投入是指直接进入一国经济系统的生产、消费等领域的物质量，不考虑经济系统的隐藏流投入，由国内开采量和进口两项组成。

物质总投入是指直接和间接进入一国经济系统的生产、消费等领域的物质总量，主要包括直接物质投入和国内未使用开采量（隐藏流，或称生态包袱），用以反映一国经济系统对本国自然资源以及对来自外国的进口直接物质的总量耗费情况。

物质需求总量由一国经济系统的物质总投入和与进口有关的隐藏流两部分构成，综合反映一国经济系统使用的来自本国及外国的直接物质投入和隐藏流投入总和，表征进入一国经济系统的物质总量。

国内物质需求总量是在物质需求总量指标的基础上扣除出口以及与出口有关的隐藏流后得到的指标。出口以及与出口有关的隐藏流可以看成是别国经济系统对自然环境系统的影响，因此从最终使用的角度来看，国内物质需求总量指标反映最终应用在本国经济系统中的直接物质和隐藏流总量，并可据此考察一国经济系统的运行对自然环境系统产生的总影响。

(2)物质排放类指标

物质排放类指标主要包括国内直接物质排放、国内总排放、物质直接排放量，物质总排放量四项指标。

国内直接物质排放是指一国经济系统在生产、消费等过程中直接排放和耗散在空气、水和土地中的物质量。直接排放在空气、水和土地中的物质量总体上可区分为回收利用和未回收利用两类，耗散性物质（如化肥）有一部分自然循环到自然界中，这部分循环的物质量由于数量较少且很难估计很少纳入分析之中。

国内总排放是国内直接物质排放和国内未使用开采量的总和，反映一国经济系统因经济活动而排放到环境中的物质总量（包括隐藏流）。

物质直接排放量是国内直接物质排放和出口的总和，反映经济系统排放到自然界以及流向国外的直接物质总量。

物质总排放量是国内总排放和出口的总和，除国内直接物质排放外，还包括了本国经济活动造成的未使用开采量和出口到别国的物质总量，从而可以用来考察一国经济系统的物质输出总量。

2.3 基于物质流分析的环境压力测度

一个国家的经济活动对环境造成的总压力可以用经济系统从自然环境系统获取和动用的所有物质量以及排向环境系统的废物总量进行度量，即用经济系统的物质吞吐量来表征。经济系统的物质吞吐量越大，对自然环境的扰动范围和程度就越大，造成的环境损失也就越大。这里采用如下的环境总压力计量公式：环境总压力=物质总投入+物质总排放，对我国1995～2012年的环境总压力进行度量，表1给出了相关实证测算结果。

表1 1995～2012年我国环境总压力实证测算表 （单位：百万吨）

如表1所示，我国环境总压力在1995～2012年呈现不断增长的基本态势，年均增长率为4.97%，2002年后的增速较以往明显加快，年均增长率达到6.35%，可见我国近年来的经济虽然保持高速增长，但粗放型的增长模式还未从根本上转变，资源消耗及环境污染不断加重。要从根本上扭转这一局面，要在科学发展观的统领下，大力发展循环经济，建设资源节约、环境友好型社会，实现经济又好又快发展。

3 环境压力的影响因素实证分析

3.1 环境压力的影响因素分析

(1)经济发展程度

依据环境库兹涅茨曲线的相关理论，当一个国家的经济发展水平较低时，耗费的资源总量有限，对环境的污染破坏程度也较小。但随着经济的发展，对资源的需求不断增长，污染也日益严重。但经济发展到一定程度后，环境污染的程度逐渐减缓，生态环境开始恢复，环境又向好的一面发展。因此，经济发展程度是影响环境压力的一个重要的因素。

(2)技术水平

技术进步对环境压力的影响主要可以体现在两个方面：一方面技术进步能够从源头上减少环境污染，提高环境质量，例如清洁生产技术的使用。还能通过使用先进的技术对已经产生的环境污染进行治理，达到减少环境破坏的目的。技术进步还有利于提高能源的利用效率，通过减少能源的使用从而降低单位GDP能耗。另一方面，技术进步导致能源消耗的降低，从而刺激对能源的需求，增加污染物的排放。例如Nick et al(2009)通过建立一般均衡模型对能源的反弹效应进行分析，发现生产部门能源效率的提高会产生“反弹效应”，能源效率的提高直接导致了能源使用量的提高。可见，技术进步对环境压力的影响取决于节能效应和“反弹作用”的综合。

(3)人口

人口的急剧增长，会给资源环境带来巨大的压力，这种压力首先表现在人类对自然资源消耗量的急增，会加剧环境的恶化。其次，因为人口增加、人均耕地减少的情况下，为了增加粮食单位面积产量，人们广泛施用化肥和农药，化肥和农药的大量施用会导致例如土壤板结、有机质减少及环境污染等严重后果。最后，随着人口的增加，加上环保意识的缺乏，废弃物的排放总量不断增大，导致环境面临巨大的压力。我国是世界上人口最多的国家，人口与生态环境之间的矛盾更为突出。

(4)控制力度

环境污染控制的力度直接关系到环境压力的大小。通过控制资源环境破坏型企业的发展，鼓励经济、环境和社会效益较好的企业发展，鼓励清洁生产，形成良好的环境污染防治管理体制和运行机制，环境压力会大大缩小。

(5)资源禀赋

一国或一地区的资源禀赋不同，其面临的环境压力也是有所不同的。但国际上，不乏资源禀赋条件不好，但经济发展和环境保护取得双赢的案例。相反，一些资源丰富的地区，若不注重保护资源环境，也会造成巨大的环境破坏。

(6)对外贸易

在对外贸易中，出口贸易产品背后是生产国国内能源资源的消耗和污染的排放，进口贸易产品则可以减少进口国国内的能源消耗和污染排放。在看到对外贸易的发展有效促进经济繁荣的同时，也要关注对外贸易对一国能源环境的影响程度。

(7)产业结构

不同产业对环境压力的影响程度有显著的区别。一般来说，第二产业对环境污染的破坏强度要高于第一产业和第三产业。主要原因在于发展工业过程中要消耗大量的能源以及其他资源，消耗强度远远大于代表第一产业的农业以及代表第三产业的服务业，另外工业生产过程中必然会产生相当比例的废气、废水、固体污染等废弃物，对环境产生较大的污染。

3.2 实证研究

20世纪70年代，Ehrlich和Holdren通过研究人口、社会财富与环境负荷之间的关系，建立了“IPAT”方程，其表达式为：I=P×A×T。其中，I为环境压力，可由资源、能源消耗及废弃物排放量等表征，P为人口规模，A为人均富裕程度，T为技术进步，通常用单位产值的资源消耗量或环境污染排放量表达。IPAT模型是一个简单实用的框架，但存在两点缺陷。一方面，IPAT仅是一个数学方程，不能直接用于各种因素对环境影响的假设检验。另一方面，该方程仅假设环境影响对人口、收入和技术的弹性为1。为了克服IPAT方程的局限性，1994年，Dietz和Rosa将“IPAT”方程扩展为“STIRPAT”方程（可拓展的随机性的环境影响评估)，方程式为：l=αPαAβTγε，其中:a,α、β、γ为变量参数，ε为误差修正系数。

将上式两边取对数，变成以下方程式：lnI=lna+αlnP+βlnA+γlnT+lnε本文以“STIRPAT”方程为基础，将环境压力设定为被解释变量，将经济发展、技术水平、人口、环境污染控制力度、资源禀赋、对外贸易、产业结构设定为解释变量，实证方程为：LNHJYL=W+aLnEX+bLnPOPU+cLnRD+dLnRGDP+eLnRP+fLnRW+gLnTHIRD+ε方程式中，W为常数项，EX为出口，POPU为人口，RD为R&D经费支出，RGDP为人均GDP，RP为环境污染治理投资，RW为人均水资源，THIRD为第三产业比重，ε为误差修正项。

经过逐步筛选变量，取得的拟合效果最好的回归方程如下：

模型的各项检验结果见表2所示。

表2 模型检验结果

从估计模型中可以看出，人口、人均GDP、第三产业所占比重及出口是影响环境压力的主要因素，模型结果较符合我国的现实情况，人口、经济增长和出口给环境带来了明显的正压力，而产业结构的升级优化减轻了环境压力。

R&D经费支出、环境污染治理投资和人均水资源这三个变量均未通过检验，分析原因，一方面可能由于目前的技术进步水平未能有效地促进环境的改善，环境保护措施力度也有待加强；另一方面也与模型选取的代表性变量有关，未能很好地代表所考察的影响因素。

4 结论和建议

通过对我国环境压力以及影响因素的实证分析，文章得出的主要结论是：（1）我国环境压力不断增加，且年均增速未见放缓的态势，粗放型的经济增长模式还未从根本上转变。（2）对于环境压力的影响因素实证分析发现，对环境压力影响最大的因素是经济增长、人口和出口。（3）产业结构的升级明显能够降低环境压力。（4）技术进步以及环境污染控制力度对环境压力的降低影响作用不明显。

根据以上结论，本文提出的如下主要建议：（1）在我国环境压力日趋增大的紧迫形势下，必须处理好经济增长和环境保护之间的关系，要把转变经济增长方式、发展循环经济，加快建设资源节约型和环境友好型社会作为当前的主要工作来抓。（2）要积极开展规划环境影响评价，统筹考虑能源、资源、环境综合承载力，合理确定人口和经济发展规模，实现经济、社会、环境可持续发展。（3）进一步优化产业结构，限制发展高污染、高能耗水耗产业，大力发展第三产业。（4）深化污染防治，强化源头控制。“防”字在先，需以“防”为主，“防”和“治”要有机结合。既要采取各种措施缓解污染危害，更要采取一切手段杜绝环境污染。坚持源头预防，在经济社会发展政策、战略和规划的研究制定过程中全方位介入，充分考虑环境容量，减轻环境压力。坚持全过程预防，在生产、分配、流通和消费全过程进行污染防治。

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